数据库期末考试习题及答案

2003-2004学年第二学期期末考试

2001级《数据库系统概论》试题C

一、选择题（20分，每小题2分）：

1．数据库系统与文件系统的主要区别是____。

A ．数据库系统复杂，而文件系统简单

B ．文件系统不能解决数据冗余和数据独立性问题，而数据库系统可以解决

C ．二文件系统只能管理程序文件，而数据库系统能够管理各种类型的文件

D ．文件系统管理的数据量较少，而数据库系统可以管理庞大的数据量

2．同一个关系模型的任意两个元组值____。

A ．不能全同 B ．可全同

C ．必须全同 D ．以上都不是

3．自然连接是构成新关系的有效方法。一般情况下，当对关系R 和S 使用自然连接时，要求R 和S 含有一个或多个共有的____。

A ．元组 B ．行 C ．记录 D ．属性

4．SQL 语言具有两种使用方式，分别称为交互式SQL 和____。

A ．提示式SQL B ．多用户SQL

C ．嵌入式SQL D ．解释式SQL

5．关系规范化中的删除操作异常是指________。

A ．不该删除的数据被删除 B ．不该插入的数据被插入

C ．应该删除的数据未被删除 D ．应该插入的数据未被插入

6. 属于BCNF 的关系模式________。

A ．已消除了插入、删除异常 B ．已消除了插入、删除异常和数据冗余

C ．仍然存在插入、删除异常 D ．在函数依赖范畴内，已消除了插入和删除的异常

7．从E-R 模型关系向关系模型转换时，一个M:N联系转换为关系模式时，该关系模式的关键字是____。

A ．M 端实体的关键字 B ．N 端实体的关键字

C ．M 端实体关键字与N 端实体关键字组合 D ．重新选取其他属性

8．数据库的____是指数据的正确性和相容性。

A ．安全性 B ．完整性 C ．并发控制 D ．恢复

9．授权编译系统和合法性检查机制一起组成了____子系统。

A ．安全性 B ．完整性 C ．并发控制 D ．恢复

10．设有两个事务T1、T2，其并发操作如图1所示，下列评价正确的是____。 A 该操作不存在问题 B ．该操作丢失修改

C ．该操作不能重复读 D ．该操作读“脏”数据

T1 T2

① 读A=100

A ＝A*2写回

② 读A=200

③ ROLLBACK

恢复A=100

图1 事务并发操作图

二、填空题（20分，每小空2分）：

1．DBMS 的基本工作单位是事务，它是用户定义的一组逻辑一致的程序序列；并发控制的主要方法是①机制。

2．系统在运行过程中，由于某种原因，造成系统停止运行，致使事务在执行过程中以非控制方式终止，这时内存中的信息丢失，而存储在外存上的数据不受影响，这种情况称为②。

3．关系数据库中基于数学上两类运算是③和④。

4

5．1NF ，2NF ，和3NF

6存放视图的⑨。

7

三、简答题（15分，每小题5分）：

1．什么是数据库？

2．什么是数据库的数据独立性？

3．叙述等值连接与自然连接的区别和联系。

四、综合题（45分）：

1．设有如下实体： （10分）

学生：学号、单位、姓名、性别、年龄、选修课程名

课程：编号、课程名、开课单位、任课教师号

教师：教师号、姓名、性别、职称、讲授课程编号

单位：单位名称、电话、教师号、教师名

上述实体中存在如下联系：

（1） 一个学生可选修多门课程，一门课程可为多个学生选修；

（2） 一个教师可讲授多门课程，一门课程可为多个教师讲授；

（3） 一个单位可有多个教师，一个教师只能属于一个单位。

试完成如下工作：

（1）分别设计学生选课和教师任课两个局部信息的结构E-R 图。 （4分）

（2）将上述设计完成的E-R 图合并成一个全局E-R 图。 （3分）

（3）将该全局E-R 图转换为等价的关系模型表示的数据库逻辑结构。 （3分）

2．设有关系S 、SC 、C ，试用关系代数、元组关系演算表达式和SQL 完成下列操作。（15分，每小题5分）

S(S#,SNAME,AGE,SEX) 例：（001,' 李强',23,’男' ）

SC(S#,C#,SCORE) 例：（003,'C1',83）

C(C#,CNAME,TEACHER) 例：（'C1',' 数据库原理',' 王华' ）

（1）试用关系代数检索选修了“程军”老师所授课程之一的学生姓名。

（2）试用元组关系演算表达式检索选修了“程军”老师所授课程之一的学生姓名。

（2）试用元组关系演算表达式检索选修了“程军”老师所授课程之一的学生学号。

（3）试用SQL 找出“程序设计”课程成绩在90分以上的学生姓名。

3．设有关系模式R （U ，F ），其中： （10分）

U={A，B ，C ，D ，E}，F = { A→BC ，CD →E ，B →D ，E →A}。

⑪ 计算B +。 （2分）

⑫ 求R 的所有候选码。 （8分）

4．设有关系STUDENT(S#,SNAME,SDEPT,MNAME,CNAME,GRADE)，S#,CNAME为候选码，设关系中有如下函数依赖： （10分）

S#,CNAME→SNAME,SDEPT,MNAME

S#→SNAME,SDEPT,MNAME

S#,CNAME→GRADE

SDEPT →MNAME

试求下列问题：

（1）关系STUDENT 属于第几范式？ （5分）

（2）如果关系STUDENT 不属于BCNF ，请将关系STUDENT 逐步分解为BCNF 。（5分）

要求：写出达到每一级范式的分解过程，并指明消除什么类型的函数依赖。

试题答案

一、选择题（20分，每小题2分）：

1．B 2．A 3．D 4．C 5．A 6．D 7．C 8．B 9．A 10．D

二、填空题（20分，每小空2分）：

1．①封锁

2．②系统故障

3．③关系代数 ④关系演算

4．⑤需求分析，概念设计，逻辑设计，物理设计，编码和调试

5．⑥3NF 2NF LNF 成立

6．⑦一个或几个基本表 ⑧定义 ⑨视图对应的数据

7．⑩集合

三、简答题（15分，每小题5分）：

1．什么是数据库？

答：数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。数据库是按某种数据模型进行组织的、存放在外存储器上，且可被多个用户同时使用。因此，数据库具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性。

2．什么是数据库的数据独立性？

答：数据独立性表示应用程序与数据库中存储的数据不存在依赖关系，包括逻辑数据独立性和物理数据独立性。

逻辑数据独立性是指局部逻辑数据结构（外视图即用户的逻辑文件）与全局逻辑数据结构（概念视图）之间的独立性。当数据库的全局逻辑数据结构（概念视图）发生变化（数据定义的修改、数据之间联系的变更或增加新的数据类型等）时，它不影响某些局部的逻辑结构的性质，应用程序不必修改。

物理数据独立性是指数据的存储结构与存取方法（内视图）改变时，对数据库的全局逻辑结构（概念视图）和应用程序不必作修改的一种特性，也就是说，数据库数据的存储结构与存取方法独立。

数据独立性的好处是，数据的物理存储设备更新了，物理表示及存取方法改变了，但数据的逻辑模式可以不改变。数据的逻辑模式改变了，但用户的模式可以不改变，因此应用程序也可以不变。这将使程序维护容易，另外，对同一数据库的逻辑模式，可以建立不同的用户模式，从而提高数据共享性，使数据库系统有较好的可扩充性，给 DBA 维护、改变数据库的物理存储提供了方便。

3．叙述等值连接与自然连接的区别和联系。

答：等值连接表示为

R A=BS ，自然连接表示为R S ；自然连接是除去重复属性的等值连接。两者之间的区别和联系如下：

● 自然连接一定是等值连接，但等值连接不一定是自然连接。

等值连接不把重复的属性除去；而自然连接要把重复的属性除去。

● 等值连接要求相等的分量，不一定是公共属性；而自然连接要求相等的分

量必须是公共属性。

● 等值连接不把重复的属性除去；而自然连接要把重复的属性除去。

四、综合题（45分）：

1．试完成如下工作： （10分）

（1）分别设计学生选课和教师任课两个局部信息的结构E-R 图。 （4分）

（2）将上述设计完成的E-R 图合并成一个全局E-R 图。 （3分）

（3）将该全局E-R 图转换为等价的关系模型表示的数据库逻辑结构。 （3分） 解：

（1）学生选课局部E-R 图如图2 所示，教师任课局部E-R 图如图3所示。

（2）合并的全局E-R 图如图4所示。

为避免图形复杂，下面给出各实体属性：

单位：单位名、电话

学生：学号、姓名、性别、年龄

教师：教师号、姓名、性别、职称

课程：编号、课程名

（3）该全局E-R 图转换为等价的关系模型表示的数据库逻辑结构如下：

单位（单位名，电话）

教师（教师号，姓名，性别，职称，单位名）

课程（课程编号，课程名，单位名）

学生（学号，姓名，性别，年龄，单位名）

讲授（教师号，课程编号）

选修（学号，课程编号）

图3 教师任课局部E －R 图

图4 合并的全局E －R 图

2．设有关系S 、SC 、C ，试用关系代数、元组关系演算表达式和SQL 完成下列操作。（15分，每小题5分）

S(S#,SNAME,AGE,SEX) 例：（001,' 李强',23,’男' ）

SC(S#,C#,SCORE) 例：（003,'C1',83）

C(C#,CNAME,TEACHER) 例：（'C1',' 数据库原理',' 王华' ）

（1）试用关系代数检索选修了“程军”老师所授课程之一的学生姓名。 ∏SNAME

(SSC TEACHER='程军' (C))

（2）试用元组关系演算表达式检索选修了“程军”老师所授课程之一的学生姓名。 {T(1)|(∃U)(∃V)(∃W)(S(U)∧SC(V)∧C(W)∧T[1]=U[1]∧U[1]=V[1]∧V[2]=W[1]∧W[3]='程军')}

（2）试用元组关系演算表达式检索选修了“程军”老师所授课程之一的学生学号。 {T(1)| (∃V)(∃W)( SC(V)∧C(W)∧T[1]=V[1]∧V[2]=W[1]∧W[3]='程军')}

（3）找出“程序设计”课程成绩在90分以上的学生姓名。

SELECT SNAME

FROM S,SC,C

WHERE S.S#=SC.S# AND SC.C#=C.C# AND SCORE>=90 AND CNAME='程序设计'

或者

SELECT SNAME

FROM S

WHERER S.S# IN (

SELECT S#

FROM SC

WHERE SCORE>=90 AND C.C# IN (

SELECT C#

FROM C

WHERE CNAME='程序设计')

3．设有关系模式R （U ，F ），其中： （10分）

U={A，B ，C ，D ，E}，F = { A→BC ，CD →E ，B →D ，E →A}。

⑪ 计算B +。 （2分）

⑫ 求R 的所有候选码。 （8分）

解：

⑪ 令X={B}，X (0)=B，X (1)=BD，X (2)=BD，故B +=BD。

⑫ 根据候选码的定义，R 的候选码只可能由F 中各个函数依赖的左边属性组成，即A ，B ，C ，D ，E ，由于A →BC （A →B ，A →C ），B →D ，E →A ，故：

可除去A ，B ，C ，D ，⎽ 组成候选码的属性可能是E 。

计算可知：E +=ABCDE，即E →U ，⎽ E是一个候选码。

可除去A ，B ，E ，⎽ 组成候选码的属性可能是CD 。

计算可知：(CD)+=ABCDE，即CD →U ，但C +=C，D +=D，⎽ CD是一个候选码。

可除去B ，C ，D ，E ，⎽ 组成候选码的属性可能是A 。

计算可知：A +=ABCDE，即A →U ，⎽ A是一个候选码。

可除去A ，D ，E ，⎽ 组成候选码的属性可能是BC 。

计算可知：(BC)+=ABCDE，即CD →U ，但B +=BD，C +=C，⎽ BC 是一个候选码。

R 的所有候选码是A ，BC ，CD ，E 。

4．设有关系STUDENT(S#,SNAME,SDEPT,MNAME,CNAME,GRADE)，S#,CNAME为候选码，设关系中有如下函数依赖： （10分）

S#,CNAME→SNAME,SDEPT,MNAME

S#→SNAME,SDEPT,MNAME

S#,CNAME→GRADE

SDEPT →MNAME

试求下列问题：

（1）关系STUDENT 属于第几范式？（5分）

（2）如果关系STUDENT 不属于BCNF ，请将关系STUDENT 逐步分解为BCNF 。（5分）

要求：写出达到每一级范式的分解过程，并指明消除什么类型的函数依赖。

解：

（1）关系STUDENT 是1NF 。

（2）首先消除部分函数依赖{S#,CNAME}→{SNAME,SDEPT,MNAME} 将关系分解为：

R1(S#,SNAME,SDEPT,MNAME)

R2(S#,CNAME,GRADE)

在关系R1中存在非主属性对候选码的传递函数依赖S#→SDEPT ，SDEPT →MNAME ，所以以上关系模式还不是BCNF ，进一步分解R1：

R11(S#,SNAME,SDEPT)

R12(SDEPT,MNAME)

R11,R12都是3NF 。

关系模式

R2(S#,CNAME,GRADE)

R11(S#,SNAME,SDEPT)

R12(SDEPT,MNAME)

R2,R11,R12关系模式存在的函数依赖

S#,CNAME→GRADE S#,SNAME→SNAME,SDEPT SDEPT →MNAME 上述函数依赖都是非平凡的，并且决定因素是候选码，所以上述关系模式是BCNF 。